CN219916161U - 光机组件及激光投影设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光机组件及激光投影设备，属于投影显示领域。所述光机组件包括：光机壳体、LCOS、安装架和补偿片。由于LCOS的出光面的一侧设置有补偿片，该补偿片能够对LCOS调制后的激光光束的偏振态进行调整，也即是能够对LCOS存在的预倾角进行补偿，使得经过补偿片后的S偏振光的纯度较高，进而提高了光学照明系统的对比度。另外，该补偿片能够绕垂直于LCOS的出光面的中心轴进行旋转。在这种情况下，当LCOS存在不同的预倾角时，能够通过旋转补偿片以实现对LCOS的不同预倾角进行补偿，进一步有效的提高了光学照明系统的对比度。

Description

光机组件及激光投影设备

技术领域

本申请涉及投影显示领域，特别涉及一种光机组件及激光投影设备。

背景技术

随着光电技术的发展，对于激光投影设备的投影画面的要求越来越高。目前为了保证投影画面的显示亮度，通常采用激光器为激光投影设备提供照明，激光器发出的激光光束具有单色性好及亮度高的优点，是较为理想的光源。

目前，激光投影设备通常包括：光源组件、光机组件和投影镜头。该光源组件用于向光机组件提供高强度的激光照明光束；该光机组件用于对激光照明光束进行调制后形成调制光束，经光机组件调制后形成的调制光束通过投影镜头将图像投影到屏幕上，实现图像的彩色显示。

其中，液晶附硅(英文：Liquid Crystal on Silicon；简称：LCOS)是光机组件的重要组成部件。例如，激光照明光束中的P偏振光入射到LCOS上，经过LCOS调制后反射S偏振光。由于LCOS存在一定的预倾角，导致LCOS调制后反射出来的不是纯的偏振光，进而导致激光投影设备的对比度较低。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种光机组件及激光投影设备。可以解决现有技术中的激光投影设备的对比度较低的问题，所述技术方案如下：

一方面，提供了一种光机组件，所述光机组件包括：

光机壳体，所述光机壳体具有开口；

液晶附硅LCOS，所述LCOS在所述开口处与所述光机壳体固定连接，所述LCOS的出光面朝向所述开口；

安装架，所述安装架在所述开口处与所述光机壳体活动连接，且所述安装架位于所述LCOS的出光面与所述开口之间；

以及，与所述安装架连接的补偿片；

其中，所述安装架被配置为：在所述光机壳体上自转，以带动所述补偿片绕所述LCOS的出光面的中心轴转动。

另一方面，提供了一种激光投影设备，所述激光投影设备包括：

光源组件、光机组件和投影镜头，所述光机组件分别与所述光源组件和所述投影镜头连接。所述光机组件可以为上述中任一给出的光机组件。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

一种光机组件，包括：光机壳体、LCOS、安装架和补偿片。由于LCOS的出光面的一侧设置有补偿片，该补偿片能够对LCOS调制后的激光光束的偏振态进行调整，也即是能够对LCOS存在的预倾角进行补偿，使得经过补偿片后的S偏振光的纯度较高，进而提高了光学照明系统的对比度。另外，该补偿片能够绕垂直于LCOS的出光面的中心轴进行旋转。在这种情况下，当LCOS存在不同的预倾角时，能够通过旋转补偿片以实现对LCOS的不同预倾角进行补偿，进一步有效的提高了光学照明系统的对比度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种光机组件的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种补偿片的旋转效果示意图；

图3是本申请实施例提供的另一种光机组件的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的又一种光机组件的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的一种基座与光机壳体的爆炸图；

图6是本申请实施例提供的一种安装架和补偿片的安装示意图；

图7是本申请实施例提供的一种安装架与光机壳体的安装示意图；

图8是本申请实施例提供的一种激光投影设备的结构示意图；

图9是本申请实施例提供的一种激光投影系统的结构示意图。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

请参考图1，图1是本申请实施例提供的一种光机组件的结构示意图。光机组件000可以包括：光机壳体100、LCOS 200、安装架300和补偿片400。

光机组件000中的光机壳体100可以具有开口101。

光机组件000中的LCOS 200在光机壳体100的开口101处可以与光机壳体100固定连接，LCOS 200的出光面A1可以朝向光机壳体100的开口101。

光机组件000中的安装架300可以在光机壳体100的开口101处与光机壳体100活动连接，且安装架300可以位于LCOS 200的出光面A1与光机壳体100的开口101之间。

光机组件000中的补偿片400可以与安装架300连接。

其中，光机组件000中的安装架300可以被配置为：在光机壳体100上自转，以带动补偿片400绕LCOS 200的出光面A1的中心轴L进行转动。

在本申请中，为了保证补偿片400的物理中心与光学设计的中心对中，安装架300需要绕补偿片400的中心轴进行自转，且使得补偿片绕LCOS的出光面的中心轴L进行转动。LCOS的显示原理是：入射的P偏振光照射在LCOS芯片上，LCOS芯片在驱动电路的控制下，当LCOS芯片中的液晶层两侧的外加电压为0时，输入的P偏振光经过液晶层偏振方向不发生偏转，到达LCOS芯片底部反射回来输出P偏振光，P偏振光沿原照明光路返回。当LCOS芯片中的液晶层两侧存在外加电压时，输入的P偏振光经过液晶层偏振方向发生偏转，到达LCOS芯片底部反射回来输出S偏振光，经过LCOS调制后的激光光束通过投影镜头成像。

示例的，在将该光机组件000集成到激光投影设备上时，激光投影设备中的光源组件可以发出激光光束。当激光光束中的P偏振光入射到LCOS 200上，经过LCOS 200调制后反射S偏振光。然而LCOS 200存在一定的预倾角，导致LCOS 200调制后反射出来的不是纯的S偏振光。由于LCOS 200的出光面A1的一侧设置有补偿片400，该补偿片400能够对LCOS 200调制后的激光光束的偏振态进行调整，也即是能够对LCOS 200存在的预倾角进行补偿，使得经过补偿片后的S偏振光的纯度较高，进而提高了光学照明系统的对比度。

另外，请参考图2，图2是本申请实施例提供的一种补偿片的旋转效果示意图。该补偿片400能够绕垂直于LCOS 200的出光面A1的中心轴L进行旋转。在这种情况下，当LCOS200存在不同的预倾角时，能够通过旋转补偿片400以实现对LCOS 200的不同预倾角进行补偿，进一步有效的提高了光学照明系统的对比度。示例的，补偿片400绕垂直于LCOS 200的出光面A1的中心轴L进行旋转的角度范围可以是负6度至正6度。示例的，该补偿片400绕垂直于LCOS200的出光面A1的中心轴L向顺时针方向旋转的角度为正，补偿片400绕垂直于LCOS 200的出光面A1的中心轴L向逆时针方向旋转的角度为负。

综上所述，本申请实施例提供了一种光机组件，光机组件可以包括：光机壳体、LCOS、安装架和补偿片。由于LCOS的出光面的一侧设置有补偿片，该补偿片能够对LCOS调制后的激光光束的偏振态进行调整，也即是能够对LCOS存在的预倾角进行补偿，使得经过补偿片后的S偏振光的纯度较高，进而提高了光学照明系统的对比度。另外，该补偿片能够绕垂直于LCOS的出光面的中心轴进行旋转。在这种情况下，当LCOS存在不同的预倾角时，能够通过旋转补偿片以实现对LCOS的不同预倾角进行补偿，进一步有效的提高了光学照明系统的对比度。

可选的，请参考图3，图3是本申请实施例提供的另一种光机组件的结构示意图。光机组件000中的光机壳体100还可以具有导向件102，该导向件102可以具有弧形导向面102a，弧形导向面102a的圆心可以位于LCOS 200的出光面A1的中心轴L上。其中，光机组件000中的安装架300可以被配置为：在导向件102中的弧形导向面102a上滑动，以在光机壳体100上进行自转。在这种情况下，通过安装架300在导向件102的弧形导向面102a上滑动，使得安装架300能够带动补偿片400在光机壳体100内转动，以使得补偿片400调节不同的转动角度。另外，由于导向件102上的弧形导向面102a的圆心位于LCOS 200的出光面A1的中心轴L上。因此，能够保证补偿片400的物理中心与光学设计中心对中。

在本申请实施例中，如图3所示，光机组件000中的安装架300的侧面A2中的至少部分可以为弧形侧面，该弧形侧面的圆心可以位于LCOS 200的出光面A1的中心轴L上。在这种情况下，通过安装架300的侧面A2中的至少部分弧形侧面与导向件102上的弧形导向面102a相对滑动，能够使得安装架300带动补偿片400在光机壳体100上顺利的转动。另外，由于安装架300的侧面A2中的弧形侧面的圆心位于LCOS 200的出光面A1的中心轴L上。因此，安装架300的侧面A2中的至少部分弧形侧面与导向件102上的弧形导向面102a相对滑动时，能够保证补偿片400的物理中心与光学设计中心对中。

可选的，如图3所示，光机壳体100还具有与导向件102上的弧形导向面102a连接的支撑面103，安装架300背离LCOS 200的一面中的边缘部分能够与支撑面103接触。这样，通过支撑面103能够将安装架300进行支撑，防止安装架300在背离LCOS 200且垂直于光机壳体100的开口100的方向上进行移动。

在本申请实施例中，请参考图4和图5，图4是本申请实施例提供的又一种光机组件的结构示意图，图5是本申请实施例提供的一种基座与光机壳体的爆炸图。光机组件000还可以包括：基座500，该基座500可以用于安装LCOS 200。基座500在光机壳体100的开口101处与光机壳体100固定连接，以将LCOS 200固定在光机壳体100的开口101处。且基座500可以与导向件102抵接，即基座500可以与导向件102朝向基座500的一面102b抵接。其中，在垂直于光机壳体100的开口101的方向上，光机壳体100中的导向件102的高度可以大于安装架300的厚度。在这种情况下，当基座500固定连接在光机壳体100的开口101处时，基座500中的部分可以抵接在导向件102上，使得安装架300与基座500之间具有一定的间隙，保证安装架300不会被压死，以使得安装架300能够带动补偿片400在光机壳体100上转动的阻力较小。在本申请中，安装架300中用于安装补偿片400的部分可以为片状。在垂直于光机壳体100的开口101的方向上，导向件102的高度与安装架300的厚度的差值的范围可以为0.03毫米至0.05毫米，例如，可以为0.04毫米。

示例的，LCOS 200的角部可以具有第一连接孔(图中未示出)，基座500上可以具有与第一连接孔连通的内螺纹孔，通过第一螺钉(图中未示出)穿过第一连接孔和基座500上的内螺纹孔将基座500与LCOS 200固定连接。基座500的角部可以具有第二连接孔500a，光机壳体上可以具有与第二连接孔连通的内螺纹孔，通过第二螺钉a1穿过第二连接孔500a和光机壳体100上的内螺纹孔将基座500与光机壳体100固定连接。

可选的，请参考图6，图6是本申请实施例提供的一种安装架和补偿片的安装示意图。光机组件000中的安装架300背离基座的一侧可以具有多个卡扣结构300a，该多个卡扣结构300a可以用于与补偿片400卡接。在这种情况下，由于补偿片400的材质较软，通过采用卡扣结构300a卡接的方式将补偿片400固定在安装架300上，保证将补偿片400稳定固定的同时，不会对补偿片400进行损伤。另外，将补偿片400固定在安装架300背离基座500的一侧，能够防止补偿片400对LCOS 200的出光面A1进行损伤。示例的，该卡扣结构300a的个数可以为三个，三个卡扣结构300a均匀的分布在安装架300上。需要说明的是，卡扣结构300a的个数也可以为其他的个数，本申请实施例对此不做具体的限定。另外，需要说明的是，补偿片400也可以固定在安装架300靠近基座500的一侧，本申请实施例对此不做具体的限定。在其他可能的实现方式中，也可以通过点胶的方式将补偿片400固定在安装架300上，本申请实施例对此不做具体的限定。

在本申请实施例中，如图5和图6所示，光机壳体100还具有安装槽104，以及与安装槽104的侧面连通的槽口105。光机组件000中的安装架300可以包括：安装架本体301和把手件302。其中，安装架本体301可以与LCOS 200均位于安装槽104内，且把手件302可以从光机壳体100上的槽口105伸出至安装槽104外。在本申请中，光机壳体100的开口101可以位于安装槽104的底部，安装架本体301用于对补偿片400进行固定安装。需要说明的是，由于基座500抵接在导向件102上，安装架300与基座500之间具有一定的间隙，补偿片400在调节至所需目标位置(即调节补偿片的转动角度，以使投影效果最佳的位置)时，安装架300可能会带动补偿片400发生晃动，影响投影效果。实际使用过程中，由于补偿片400转动的角度较小，把手件302与槽口105的内表面的距离较小。如此，可以采用点胶的方式将安装架300与槽口105边缘固定，以将补偿片400固定在目标位置。

可选的，如图5所示，光机壳体100上的导向件102可以为弧形条状的凸起结构。这样，在将基座500与光机壳体100连接后，基座500中的部分可以抵接在弧形条状的条形凸起上。

在本申请实施例中，光机壳体100中的导向件102的个数可以为多个，多个导向件102绕光机壳体100的开口101均匀分布。在这种情况下，通过多个均匀分布的导向件102，能够使得安装架300在多个导向件102之间顺利的滑动，且保证了安装架300带动补偿片400转动角度的精度。示例的，如图5所示，导向件102的个数可以为两个，两个导向件102的排布方向与基座500的中心面垂直。其中，该基座500的中心面与光机壳体100的开口101所在的平面垂直。需要说明的是，在其他可能的实现方式中，导向件102的个数也可以为其他的个数，例如三个，本申请实施例对此不做具体的限定。

可选的，请参考图7，图7是本申请实施例提供的一种安装架与光机壳体的安装示意图。光机组件000中的安装架300的侧面A2与导向件102上的弧形导向面102a之间具有一定的间隙。在这种情况下，安装架300在导向件102之间转动时，受到的阻力较小，方便操作人员进行对安装件300进行转动。在本申请中，安装架300的侧面A2与导向件102上的弧形导向面102a之间的距离的范围可以为0.01毫米至0.02毫米。例如，安装架300的侧面A2与导向件102上的弧形导向面102a之间的距离的范围可以为0.015毫米。

综上所述，本申请实施例提供了一种光机组件，光机组件可以包括：光机壳体、LCOS、安装架和补偿片。由于LCOS的出光面的一侧设置有补偿片，该补偿片能够对LCOS调制后的激光光束的偏振态进行调整，也即是能够对LCOS存在的预倾角进行补偿，使得经过补偿片后的S偏振光的纯度较高，进而提高了光学照明系统的对比度。另外，该补偿片能够绕垂直于LCOS的出光面的中心轴进行旋转。在这种情况下，当LCOS存在不同的预倾角时，能够通过旋转补偿片以实现对LCOS的不同预倾角进行补偿，进一步有效的提高了光学照明系统的对比度。

本申请实施例还提供了一种激光投影设备，如图8所示，图8是本申请实施例提供的一种激光投影设备的结构示意图。该激光投影设备010可以包括：光机组件000、投影镜头001以及光源组件002。该光机组件000分别与光源组件002和投影镜头001连接。示例的，该光机组件000可以为如图1、图3、图4或图5示出的光机组件000。

示例的，该投影镜头001可以包括：镜头座，以及位于镜头座内的反射镜和多个镜片组。其中，该反射镜位于多个镜片组远离光机组件000的一侧。每个镜片组可以包括：至少一个凸透镜和/或至少一个凹透镜。

示例的，该光源组件002可以包括：激光器、合光镜组和反射镜等。该激光器可以为三色激光器。该三色激光器可以发出红色激光、蓝色激光和绿色激光。该三色激光经过合光镜组合光后，经过反射镜反射至光机组件000。

该光机组件000还可以包括：照明组件(图中未示出)和振镜(图中未示出)。在照明组件中，激光光束经过匀光组件的匀光后，通过透镜组汇聚至分光棱镜，经过分光棱镜的分光后导入至LCOS中。激光光束经过LCOS的调制后形成调制光束；该光机组件000中的振镜用于受电驱动进行四个位置的周期性移动，经振镜后的调制光束依次错位进入投影镜头001。

本申请实施例还提供了一种激光投影系统，该激光投影系统可以为超短焦激光投影系统。

示例的，请参考图9，图9是本申请实施例提供的一种激光投影系统的结构示意图。该激光投影系统可以包括：投影屏幕020和激光投影设备010。该激光投影设备010可以为图8示出的激光投影设备010。

在激光投影设备010工作时，该激光投影设备010可以斜向上的发射光线，使得激光投影设备010可以向投影屏幕020投射画面。

在本申请中，术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

以上所述仅为本申请的可选的实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光机组件，其特征在于，包括：

光机壳体，所述光机壳体具有开口；

液晶附硅LCOS，所述LCOS在所述开口处与所述光机壳体固定连接，所述LCOS的出光面朝向所述开口；

安装架，所述安装架在所述开口处与所述光机壳体活动连接，且所述安装架位于所述LCOS的出光面与所述开口之间；

以及，与所述安装架连接的补偿片；

其中，所述安装架被配置为：在所述光机壳体上自转，以带动所述补偿片绕所述LCOS的出光面的中心轴转动。

2.根据权利要求1所述的光机组件，其特征在于，所述光机壳体还具有导向件，所述导向件具有弧形导向面，所述弧形导向面的圆心位于所述中心轴；

其中，所述安装架被配置为：在所述弧形导向面上滑动，以在所述光机壳体上自转。

3.根据权利要求2所述的光机组件，其特征在于，所述安装架的侧面中的至少部分为弧形侧面，所述弧形侧面的圆心位于所述中心轴上。

4.根据权利要求2所述的光机组件，其特征在于，所述光机组件还包括：基座，所述基座用于安装所述LCOS，所述基座在所述开口处与所述光机壳体固定连接，且所述基座与所述导向件抵接；

其中，在垂直于所述开口的方向上，所述导向件的高度大于所述安装架的厚度。

5.根据权利要求4所述的光机组件，其特征在于，所述安装架背离所述基座的一侧具有多个卡扣结构，所述卡扣结构与所述补偿片卡接。

6.根据权利要求2至5任一所述的光机组件，其特征在于，所述导向件为弧形条状的凸起结构。

7.根据权利要求2至5任一所述的光机组件，其特征在于，所述导向件的个数为多个，多个所述导向件绕所述开口均匀分布。

8.根据权利要求3至5任一所述的光机组件，其特征在于，所述安装架的侧面与所述导向件上的弧形导向面之间的距离的范围为0.01毫米至0.02毫米。

9.根据权利要求1至5任一所述的光机组件，其特征在于，所述光机壳体还具有安装槽，以及与所述安装槽的侧面连通的槽口；所述安装架包括：安装架本体和把手件，所述安装架本体与所述LOCS均位于所述安装槽内，且所述把手件从所述槽口伸出至所述安装槽外。

10.一种激光投影设备，其特征在于，包括：光源组件、光机组件和投影镜头，所述光机组件分别与所述光源组件和所述投影镜头连接，所述光机组件为上述权利要求1至9任一所述的光机组件。